Металлы составляют большую часть периодической таблицы элементов. В чистом виде каждый металл имеет свою характерную массу, температуру плавления и физические свойства. Смешивание двух или более этих металлов в смеси с новым набором свойств образует сплав, композитный металл, который может иметь совершенно разные характеристики.
Химический состав
По определению чистые металлы состоят из одного элемента. Образцы этих металлов не содержат ничего, кроме атомов одного металлического вещества. Сплавы содержат два или более элемента или сплавов, расплавленных и смешанных вместе, поэтому их химические формулы состоят из более чем одного элемента. Например, чистое металлическое железо состоит только из атомов железа. Сталь, сплав железа и углерода, в основном содержит атомы железа с изолированными атомами углерода, которые придают ей прочность. Добавление хрома или молибдена к стали дает еще один сплав: нержавеющую сталь.
Пластичность и пластичность
Одна из причин, по которой производители комбинируют чистые металлы для образования сплавов, заключается в изменении физических свойств металлов. Чистые металлы могут быть слишком мягкими для регулярного использования, но их легирование делает их прочнее. Как чистый металл, золото так легко сгибается и растягивается, что быстро потеряет форму, если превратить его в кольцо и носить на пальце. Производители ювелирных изделий сплавили чистое золото с серебром, медью или цинком, чтобы улучшить прочность и жесткость металла. Золото придает цвет и устойчивость к коррозии; другие металлы вносят свой вклад в их прочность. В результате получилось кольцо из 14-каратного золота, которое выдерживает ежедневное ношение.
Реактивность
В своем естественном элементном состоянии некоторые чистые металлы сильно реагируют с окружающей средой, окисляясь и разъедая, пока они не станут непригодными для использования. Смешивание этих металлов с менее химически активными металлами изменяет их реакционную способность, продлевая срок службы легированного элемента. Нержавеющая сталь получила свое название от того факта, что она не ржавеет и не ржавеет, как инструмент из чистого железа. Легирование металлов - это один из способов сделать их менее реактивными и более подходящими для нужд производителя.
Масса
Легкие металлы, такие как алюминий и титан, уменьшают массу чистых металлов, с которыми они сплавляются. Эти более легкие сплавы играют жизненно важную роль в аэрокосмической промышленности, поскольку они позволяют производителям проектировать и строить более легкие корабли. Легкий реактивный истребитель может вместить больше топлива, оборудования и боеприпасов, чем тяжелый. Колеса из алюминиевого сплава облегчают общий вес автомобиля, способствуя увеличению расхода топлива и увеличению скорости на гоночной трассе.
Термическая стойкость и точка плавления
Легирование металлов изменяет их термостойкость. Поскольку они состоят из двух или более чистых металлов, сплавы не имеют единой точки плавления, а вместо этого плавятся в диапазоне температур. Их молекулярная структура может повысить общий диапазон плавления металла по сравнению с любым из составляющих его металлов. Увеличение диапазона плавления металла имеет важные последствия для промышленного и коммерческого использования. SR-71 Blackbird, один из самых технологичных самолетов-разведчиков своего времени, полагался на свою легкую раму из титанового сплава, чтобы выдерживать тепловую нагрузку своего сверхзвукового полеты.